(57)【要約】【課題】  装置が大がかりになることを回避し、各種の気相流体を処理対象として処理を行うことができ、気相流体から除去される被除去物の回収を各種の条件に適合させ易くする。【解決手段】  内側の導風筒体２と外側の外囲筒体３との間に形成される旋回用流路に、接線方向で外部から処理対象の気相流体を供給し、外囲筒体３の一部に、旋回流の最外側に含まれる被除去物の旋回流外方側への飛び出しを許して旋回流から脱落させる塵埃分離部３１を形成するとともに、導風筒体２の内部からの吸引作用で、旋回中の気相流体の一部を導風筒体２下端の導入口よりも上方位置で吸い込むための短絡用通気部２３を形成し、塵埃分離部３１の旋回流から脱落する被除去物をケーシング１外へ案内して自重落下させる外部取り出し筒７を設けてある。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り入れ口から吸い込んだ気相流体中の塵埃を除去処理して排出口から排出するための処理経路をケーシングの内部に備えた除塵装置であって、
前記処理経路に、取り入れ口から吸引導入された気相流体をケーシング内で旋回流動させる旋回除塵部を設け、
この旋回除塵部を、下端側に気相流体の導入口を有した導風筒体と、その導風筒体の外側及び下側に所定間隔を隔てて配設した有底筒状の外囲筒体とから構成し、
内側の導風筒体と外側の外囲筒体との間に形成される円環状の旋回用流路で気相流体の旋回流が生じるように、処理対象の気相流体の導入方向を前記導風筒体の接線に沿う方向に設定するとともに、導風筒体内部の気相流体を処理経路の下手側へ吸引排出する起風手段を備え、
前記旋回除塵部において、前記旋回用流路の内側に位置する導風筒体の前記下端側の導入口よりも上方の周壁部分に、導風筒体の内部からの吸引作用で、旋回中の気相流体の一部を前記導入口よりも上方位置で吸い込むための短絡用通気部を形成するとともに、旋回用流路の外側に位置して気相流体を旋回方向に案内する外囲筒体の一部に、旋回流の最外側に含まれる被除去物の旋回流外方側への飛び出しを許して旋回流から脱落させる塵埃分離部を形成し、
この塵埃分離部の旋回流から脱落する被除去物を前記ケーシング外へ案内して自重落下させる外部取り出し筒を設けてある除塵装置。
【請求項２】
ケーシングは、旋回除塵部の外囲筒体を外部空間へ露呈させるように下部側が開放されている請求項１記載の除塵装置。
【請求項３】
外部取り出し筒には、被除去物を収容する容器の上部開口を閉塞する蓋板と、蓋体の上下位置変化を許容する伸縮部とが備えられている請求項１または２記載の除塵装置。
【請求項４】
旋回除塵部は、外囲筒体の上下軸芯周りでの取付向きの変更によって取り入れ口の向きを変更自在に設けられている請求項１、２、または３記載の除塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場で発生する微細粉塵やミスト、あるいは溶接ブースで発生する溶接ヒュームなど、各種作業機器周りで発生するオイルミストや油煙、溶接ヒュームのように、気体や蒸気中に何等かの微細混合物（以下、塵埃と総称する）を含んで全体としては気相を呈する流体や、気体とともに吸引される洗浄水や油などの液体を含む流体（以下、本明細書中では「気相流体」と呼称する。）を処理対象として、その気相流体中から塵埃や液体などの被除去物を除去するための除塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の気相流体を処理する除塵装置としては、ケーシング内に気相流体の処理経路を形成し、その処理経路に、気相流体と衝突するバフラーや、気相流体と接触して気相流体中に含まれるオイルミストや溶接ヒュームなどを布様濾材からなるフィルターで捕捉するものは、下記の特許文献１に示されるように従来より知られている（特許文献１参照）。
また、気相流体として主として粉塵を含む気相流体を処理対象とする場合には、図１２に示すように周知のサイクロン式の除塵装置も存在する。
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３００６９２４号公報（段落「００１０」、「００１２」、「図１」、「図２」）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に示される技術によれば、気相流体がバフラーと衝突したり、ラビリンス状の流路を流れる際の布様濾材との接触によって、気相流体中の塵埃が捕集除去されるものであるが、気相流体中に多くの塵埃や油分が含まれる場合などには、次の問題がある。
つまり、濾材に対する気相流体の接触による捕集では、気相流体中の塵埃除去率を高めようとすると、気相流体からの塵埃除去率が目標とする高除去精度に達するまでに、長い経路で多段の濾材を多数設ける必要が生じる。このため、装置の大型化を招く不都合や、早期のうちに濾材の目詰まりが生じて濾材の交換に多くの手数を要するというメンテナンスの煩雑化を招き易いものであった。
上記特許文献１による除塵装置では、濾材の目詰まりが生じるまでの有効稼働期間を極力長くするために、前述のバフラーなどを用いて、気相流体に含まれる被除去物が濾材に接触する前の、できるだけ早期のうちに気流から被除去物の多くを脱落させ、ケーシング内に装備された回収容器へ回収するように工夫している。
このように、気相流体の処理経路での初期段階で多くの被除去物が回収されるようにしたことにより、比較的小型の除塵装置で被除去物の除去率を向上し得る点では有効であるが、気流から脱落した被除去物の堆積物の取り出しのためのメンテナンス作業がかなりの高頻度で要求されるという新たな問題がある。つまり、被除去物を回収する容器に多量の被除去物が貯留堆積した場合、被除去物の性状によっては、粘性の高いものであったり、硬化し易い物であったりして、回収容器をケーシングから取り出すことすらできなくなる虞があり、これを避けるために高頻度でのメンテナンスが要求されるという煩わしさがある。
除塵装置のケーシング全体を極端に大きくすれば、被除去物の貯留空間を大きく確保してメンテナンス頻度を低減できることにはなるが、これでは折角除塵装置を小型化したことの意味合いが薄れてしまう。また、作業環境によっては、気相流体中の被除去物濃度が薄く、かなり長い稼働期間でも回収量があまり増えないような作業条件もあり、このような作業環境では、大型の回収容器は無用の長物となる。
【０００５】
また、周知のサイクロン式の除塵装置では、その処理対象物が粉塵を主体とするものに限られてしまうことと、装置自体が極端に大型化してしまう傾向がある。
つまり、通常のサイクロン式の除塵装置は、気相流体が接線方向から吹き込まれる円筒状の円筒室の下側に下すぼまりの円錐筒を連設し、円錐筒下端の塵埃排出口から粉塵を自重落下させ、気体は円筒室の中心部に挿入された排気筒から気体を外部へ排出するように構成されているが、その寸法関係は、図１２に示すように、おおむね次のように設定される。
円筒室の直径        ：  Ｄ
円筒室からの排気口径：  ｄ
塵埃排出口の直径    ：  δ
円筒室の上下高さ    ：  Ｌ
円錐筒の上下高さ    ：  Ｈ
とした場合、
ｄ＝Ｄ／２
δ＝Ｄ／２〜Ｄ／４
Ｌ＝Ｄ
Ｈ＝２Ｄ
上記の関係が成り立つ寸法に近い寸法で設定される。したがって、気相流体の旋回流の直径に相当する円筒室の直径Ｄの３倍程度の寸法が除塵構造として必要であり、さらにその下方に大きな回収容器や設置台が必要となるため、全体としては相当に上下高さの高い装置となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、装置全体が大がかりなものとなることを回避するとともに、各種の気相流体を処理対象として処理を行うことができるものでありながら、気相流体から除去される被除去物の回収を各種の条件に適合させやい回収構造とした除塵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために講じた本発明による除塵装置では、下記の技術手段を講じたものである。
〔解決手段１〕
本発明の除塵装置は、請求項１に記載のように、取り入れ口から吸い込んだ気相流体中の塵埃を除去処理して排出口から排出するための処理経路をケーシングの内部に備えた除塵装置において、
前記処理経路に、取り入れ口から吸引導入された気相流体をケーシング内で旋回流動させる旋回除塵部を設け、
この旋回除塵部を、下端側に気相流体の導入口を有した導風筒体と、その導風筒体の外側及び下側に所定間隔を隔てて配設した有底筒状の外囲筒体とから構成し、
内側の導風筒体と外側の外囲筒体との間に形成される円環状の旋回用流路で気相流体の旋回流が生じるように、処理対象の気相流体の導入方向を前記導風筒体の接線に沿う方向に設定するとともに、導風筒体内部の気相流体を処理経路の下手側へ吸引排出する起風手段を備え、
前記旋回除塵部において、前記旋回用流路の内側に位置する導風筒体の前記下端側の導入口よりも上方の周壁部分に、導風筒体の内部からの吸引作用で、旋回中の気相流体の一部を前記導入口よりも上方位置で吸い込むための短絡用通気部を形成するとともに、旋回用流路の外側に位置して気相流体を旋回方向に案内する外囲筒体の一部に、旋回流の最外側に含まれる被除去物の旋回流外方側への飛び出しを許して旋回流から脱落させる塵埃分離部を形成し、
この塵埃分離部の旋回流から脱落する被除去物を前記ケーシング外へ案内して自重落下させる外部取り出し筒を設けてある。
【０００８】
〔作用〕
上記の技術手段を講じたことによる作用は次の通りである。
請求項１にかかる発明の構成によると、内側の導風筒体と外側の外囲筒体との間に外部から処理対象の気相流体を導入し、内側の導風筒体の内部からの吸引作用で、導風筒体と外囲筒体との間の気体に旋回力を与えるようにした旋回除塵部を備えている。
この旋回除塵部において、旋回流の外側に位置して旋回流を案内する外囲筒体の一部に、上下方向の凹溝を設けて、旋回流の最外側に多く含まれる質量の大きな塵埃や液体などの被除去物を効率良く旋回流から脱落除去させることができる。
そして、塵埃の混入割合の少ない旋回流の内側（旋回中心側）では、導風筒体の下端側の導入口よりも上方の周壁部分に、導風筒体の内部からの吸引作用で、旋回流の一部を前記導入口よりも上方位置で吸い込むための短絡用通気部を形成して、旋回流が導風筒体の下端の導入口に達する前から吸引導入を開始している。これは、旋回流に対する吸引面積を実質的に拡張していることになり、短絡用通気部なしで導風筒体を構成して下端の導入口のみから処理対象の気相流体を吸引導入する場合に比べて、吸引風の風速がこの部位で比較的低速となっている。
しかも、前記導風筒体に形成される短絡用通気部は、旋回流の旋回流軸線方向での速度分布状態にも影響を与えている。例えば、このような短絡用通気部がなく導風筒体の下端にだけ小径の導入口がある下細りの筒状体を採用した場合と比べると、次のような相違がある。
つまり、旋回初期である導風筒体の上方位置付近では、導入された気相流体の全体が、導風筒体の外周面に対する接線に沿う方向での直進方向の動慣性を持って導入され、これが旋回方向に向きを変えるように案内されて旋回流となるのであるが、前記短絡用通気部がない構造の導風筒体では、旋回内側で旋回流の速度を低減させる要素としては、導風筒体外周壁との摩擦以外に特に何も存在しない。このため、外部から処理対象の気相流体を導入する取り入れ口流路部分の上下方向幅の中央付近で最大速度となる速度分布で、かつ導風筒体の外周面近くでも旋回速度の低下が少ない状態で全体として比較的高速での旋回が維持される傾向がある。したがって、導風筒体下端の導入口から処理経路の下手側へ気相流体を吸引して導き出す際に、導風筒体下端の導入口付近で所定の低速度にまで旋回流の速度を低下させてから吸引導出しようとすると、導風筒体の上下長さを十分に長くして、気相流体の旋回移動距離を十分に大きくする必要が生じる。
すなわち、旋回による遠心力では分離され難い微細な浮遊塵埃の多くが導風筒体下端の導入口から下流の処理系路へ吸引導出されてしまうことを避けるように、吸引速度を極力低下させて吸引力を小さくすること、あるいは、導風筒体下端付近での旋回流の速度を極力低下させて塵埃の自重降下が効率よく生じるようにすることが望まれるのであるが、吸引速度を極端に低下させると処理能力が著しく低下し、旋回流の速度を十分に低下させるために気相流体の旋回移動距離を十分に長くすると、装置の大型化を招くという問題がある。
本発明では、このような問題を解決するために、前述のように、導風筒体の下端側の導入口とは別に、その導入口よりも上方の周壁部分に、導風筒体の内部からの吸引作用で、旋回流の一部を前記導入口よりも上方位置で吸い込むための多数の短絡用通気部を形成して、旋回流に対する吸引面積を実質的に拡張することによって、吸引速度の低下を図り、かつ、旋回流が導風筒体の下端の導入口に達する前から吸引導入を開始して、この吸引導入作用が旋回流の内側での旋回抵抗として働くことにより、旋回流の内側での旋回速度を低減し、結果的に旋回流の旋回速度の減衰を早め、そのことによって前記導風筒体や外囲筒体の筒軸芯方向長さの短縮が可能となる。
【０００９】
さらに、本発明の前記請求項１にかかる発明の構成によると、塵埃分離部で旋回流から脱落させた被除去物を前記ケーシング外へ案内して自重落下させる外部取り出し筒を設けてあるので、旋回除塵部の旋回流から脱落した被除去物を貯留して回収するための空間を、旋回除塵部とは切り離して構成することができる。したがって、被除去物を収容するための手段は、使用条件に応じて除塵装置とは別に任意のものを採用することができる。
また、このように旋回流から脱落した被除去物を貯留して回収するための空間が、旋回除塵部とは切り離されて構成してあって、外囲筒体の一部に形成される塵埃分離部が、旋回除塵部での旋回流の旋回作用が伝わらない状態で被除去物を自重落下させ、かつ、導風筒体内部の気相流体を処理経路の下手側へ吸引排出する起風手段による吸引作用も被除去物が堆積する回収空間には伝わらないので、この回収空間に堆積されている被除去物が軽い粉塵であっても、再び旋回除塵部側へ舞い上がるような自体の発生をほぼ確実に回避することができる。
【００１０】
〔解決手段２〕
本発明の除塵装置は、前記請求項１にかかる発明の構成に加えて、請求項２に記載のように、ケーシングが、旋回除塵部の外囲筒体を外部空間へ露呈させるように下部側を開放した形状に構成されている構成を採用してもよい。
【００１１】
〔作用〕
上記の技術手段を講じたことによる作用は次の通りである。
すなわち、旋回除塵部を構成する外囲筒体や導風筒体、及びそれらの周辺部材との間における僅かな間隙から、微細粉塵やミストが漏れだすことがあったとしても、その僅かに漏れだした粉塵やミストがケーシング内で停滞した状態となることを避けられるとともに、ケーシング全体を軽量化することもできる。
【００１２】
〔解決手段３〕
本発明の除塵装置は、前記請求項１または２にかかる発明の構成に加えて、請求項３に記載のように、外部取り出し筒には、被除去物を収容する容器の上部開口を閉塞する蓋板と、蓋体の上下位置変化を許容する伸縮部とが備えられた構成を採用したものであってもよい。
【００１３】
〔作用〕
上記の技術手段を講じたことによる作用は次の通りである。
すなわち、回収容器となる部材の蓋体となる部分を外部取り出し筒に形成することにより、外部取り出し筒と蓋体との間でのシールを省くことができるとともに、その蓋体の上下位置変化を許す伸縮部を外部取り出し筒に備えることにより、蓋体を少し持ち上げて容器の脱着を便利に行うことができる。
【００１４】
〔解決手段４〕
本発明の除塵装置は、前記請求項１、２、または３にかかる発明の構成に加えて、請求項４に記載のように、旋回除塵部が、外囲筒体の上下軸芯周りでの取付向きの変更によって取り入れ口の向きを変更自在に設けられている構成を作用してもよい。
【００１５】
〔作用〕
上記の技術手段を講じたことによる作用は次の通りである。
すなわち、ケーシング全体の向きや、取り入れ口の方向、回収容器の設置箇所などを考慮して、取り入れ口の向きを設置箇所の条件に適した向きで設置することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本第１発明によれば、導風筒体と外囲筒体との間の気相流体に旋回力を与えるようにした旋回除塵部において、旋回流の外側に位置して旋回流を案内する外囲筒体の一部に、上下方向の凹溝を設けて、旋回流の最外側に多く含まれている質量の大きな塵埃や液体を効率良く旋回流から脱落除去させ、塵埃等の混入割合の少ない旋回流の内側（旋回中心側）では、導風筒体の下端側の導入口よりも上方の周壁部分に、導風筒体の内部からの吸引作用で、旋回流の一部を前記導入口よりも上方位置で吸い込むための多数の短絡用通気部を形成して、旋回流に対する吸引面積を実質的に拡張することによって、吸引速度の低下を図り、かつ、旋回流が筒状体の下端の導入口に達する前から吸引導入を開始して、この吸引導入作用が旋回流の内側での旋回抵抗として働くことにより、旋回流の内側での旋回速度を低減し、結果的に旋回流の旋回速度の減衰を早めている。
これによって、旋回流の全体を考えると、旋回移動距離をあまり長くしなくても効率良く塵埃等の被除去物を除去するとともに、旋回速度の減衰を早めることができて、装置全体の小型化を図ることができる利点がある。
【００１７】
さらに、本第１発明の構成によると、塵埃分離部で旋回流から脱落させた被除去物を前記ケーシング外へ案内して自重落下させる外部取り出し筒を設けて、旋回除塵部の旋回流から脱落した被除去物を貯留して回収するための空間を、旋回除塵部とは切り離して構成することができる。したがって、除塵装置とは別に使用条件に応じて別途作成した容器や市販品の容器など、任意の形状、構造、大きさの収容手段を採用することができ、除塵装置そのものの汎用性を高めることにもなる。
また、このように旋回流から脱落した被除去物を貯留して回収するための空間が、旋回除塵部とは切り離されて構成してあって、外囲筒体の一部に形成される塵埃分離部が、旋回除塵部での旋回流の旋回作用が伝わらない状態で被除去物を自重落下させ、かつ、導風筒体内部の気相流体を処理経路の下手側へ吸引排出する起風手段による吸引作用も被除去物が堆積する回収空間には伝わらないので、この回収空間に堆積されている被除去物が軽い粉塵であっても、旋回除塵部側へ舞い上がるような自体の発生をほぼ確実に回避することができる。これによって、旋回除塵部に多く粉塵が存在している状態で溶接の火の粉が飛び込むなどして火災や粉塵爆発が生じるという可能性を極力低減し得る利点がある。また、仮に火災や粉塵爆発が生じたとしても、それは回収容器の内部で生じる程度であり、除塵装置全体が火災や粉塵爆発で損傷してしまうこと避けやすい利点もある。
【００１８】
第２発明によれば、旋回除塵部を構成する外囲筒体や導風筒体、及びそれらの周辺部材との間における僅かな間隙から、微細粉塵やミストが漏れだすことがあったとしても、その僅かに漏れだした粉塵やミストがケーシング内で停滞した状態となることを避けられ、これによってケーシング内で粉塵爆発が生じる可能性をより一層少なくするとともに、ケーシング全体を軽量化することもできる利点がある。
【００１９】
第３発明によれば、外部取り出し筒と蓋体との間でのシールを省くことができるとともに、その蓋体の上下位置変化を許す伸縮部を外部取り出し筒に備えることにより、蓋体を少し持ち上げて容器の脱着を便利に行うなど、作業性の向上を図ることができる。
【００２０】
第４発明によれば、ケーシング全体の向きや、取り入れ口の方向、回収容器の設置箇所などを考慮して、取り入れ口の向きを設置箇所の条件に適した向きで設置することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面の記載に基づいて説明する。
〔除塵装置の全体構成〕
本発明の除塵装置は、図１及び図２に示すように、ケーシング１の内部に、取り入れ口１０から気相流体を吸い込み、これを排出口１１から排出するように、内部に気相流体の気流を生じさせるための起風手段６を備え、かつ、気相流体を通過させる途中で塵埃を除去処理する処理経路Ｒを備えたものである。
【００２２】
上記除塵処理部Ａ内における処理経路Ｒには、取り入れ口１０から吸引導入された気相流体をケーシング１内で旋回流動させる旋回除塵部Ａ１と、この旋回除塵部Ａ１での処理後の気相流体を、下方から上方の、気相流体流れ方向での下手側に送り、ここで気相流体を流路の広範囲に拡散させる拡散部Ａ２と、さらに下手側で拡散された塵埃を捕捉する塵埃捕捉部Ａ３と、これらの旋回除塵部Ａ１と拡散部Ａ２と塵埃捕捉部Ａ３とに対して吸引力を作用させるように設けた排気部Ａ４とが設けられている。
そして、処理経路Ｒから流下及び降下する被除去物を処理経路Ｒ外へ排出するための外部取り出し筒７が除塵処理部Ａにおけるケーシング１の外へ被除去物を導き出すように底部側に設けてある。
つまり、ケーシング１内の除塵処理部Ａでは、前記処理経路Ｒにおける下層の旋回除塵部Ａ１と、中間層の拡散部Ａ２と、上層の塵埃捕捉部Ａ３とのそれぞれが区画形成され、さらに最上部に排気部Ａ４が設けられ、これらが上下方向で層状に配設されている。
上記の旋回除塵部Ａ１及び拡散部Ａ２は金属製のもので構成され、かつ塵埃捕捉部Ａ３も金属製フィルターからなるものであり、これらが上下方向で並べて配置されていることにより、この除塵装置の運転中に気相流体中から脱落し除去される塵埃、あるいは油分などは、上層の装置部分から順次下層の装置部分を経て下降し、旋回除塵部Ａ１の外囲筒体３に連設された外部取り出し筒７から、ケーシング１外の集塵部Ａ５に取り出されることになる。
そして、除塵装置の運転を停止した場合も、ケーシング１内の金属製フィルターや金属製の拡散部Ａ２、あるいは旋回除塵部Ａ１に付着した油分等が、上層のものから順次下層の部分に流れ落ちて、前記外部取り出し筒７を経て、機外の集塵部Ａ５に集められる。したがって、各フィルター部分や、拡散部Ａ２部分、旋回除塵部Ａ１等の、各装置部分毎に、塵埃や油分などの収集手段を設ける必要がなく、自然落下や自然流下を利用して、外部取り出し筒７から外部へ排出することができる。
【００２３】
〔旋回除塵部〕
図１乃至５に示すように、ケーシング１内の除塵処理部Ａに設けられる旋回除塵部Ａ１は、ケーシング１の一側面に設けた取り入れ口１０から吸い込まれた気相流体を、ケーシング１内で旋回させるように構成してある。
つまり、ケーシング１内において、旋回除塵部Ａ１が設けられる下層と、拡散部Ａ２が設けられる中間層とは、中間仕切１２で区画されており、この中間仕切１２の下方側空間に、下端側に導入口を有した導風筒体２と、その導風筒体２の外側に所定間隔を隔てて配設された外囲筒体３とで構成される前記旋回除塵部Ａ１が設けられている。
そして、ケーシング１に形成される取り入れ口１０は、その開口中心Ｐ１が、前記導風筒体２の付け根近くの外周面とほぼ一致する程度に、導風筒体２の中心Ｐ２からは正面視で所定距離Ｌだけ偏した位置に設定されている（図２及び図３参照）。
このように構成されていることにより、取り入れ口１０から吸い込まれた気相流体は、導風筒体２の周りを旋回しながら徐々に旋回半径を狭めて、サイクロン除塵構造に似た旋回流動を行いながら、導風筒体２の内側に形成されている気相流体導入経路ｒを通って上層の拡散部Ａ２へ送り込まれる。
【００２４】
〔導風筒体〕
図２及び図５に示すように、導風筒体２は、前記除塵処理部Ａ内における処理経路で、外囲筒体３とともに気相流体の旋回を案内する筒状案内作用部２０と、その内部で下端側の導入口２２から気相流体を導入して上方の下手側経路に案内する気相流体導入経路ｒとを備えている。
前記筒状案内作用部２０は、上部側に円筒形の上部案内作用部２１Ａを備え、下部側に下細り円錐形の下部案内作用部２１Ｂを備えて構成され、この上部案内作用部２１Ａ部分の外周面に対して、ほぼ同レベルに位置する前記取り入れ口１０から接線方向に気相流体が取り入れられるように、取り入れ口１０と上部案内作用部２１Ａとの相対位置が設定されている。
この上部案内作用部２１Ａの周部には、旋回流の内側における気相流体の一部を導風筒体２の内方側からの吸引作用によって気相流体導入経路ｒに導入するように短絡用通気部２３を形成してある。
【００２５】
短絡用通気部２３は、図３及び図５に示すように、導風筒体２の外側に形成される旋回流の移動方向での上手側が半径方向の内側に向き、下手側が外側に向く状態で併設された多数の板状体２４によって、旋回流の軸線方向に沿うスリット状に形成された多数の通気孔２５を備えている。各板状体２４の夫々は扁平板状のものでもよいが、図３に示すように、断面視で多少の曲率を有した円弧状に形成され、突曲面を外側に向けて設けたものである方が、短絡用通気部２３での案内作用面の全体が円弧に近くなり、より滑らかな案内を行えるので、旋回流の乱れを抑制する上では有効である。
そして、この短絡用通気部２３は、導風筒体２の周方向での全周に形成されるのではなく、処理対象の気相流体を外部から取り入れるための取り入れ口１０に対向する部位の所定範囲には、導風筒体２の無孔の周壁部分が取り込まれた気相流体に最初に接触して旋回方向への案内を開始するように構成された初期案内壁部分２６が設けられていて、短絡用通気部２３は、この無孔の初期案内壁部分２６を除く範囲に形成してある。
つまり、図３に示す例では、図中の領域Iの範囲が処理対象の気相流体を外部から取り入れるための取り入れ口１０に対向する部位に相当し、この所定範囲（１／４周程度）が無孔の上部案内作用部２１Ａを構成しているものであり、残りの領域ＩＩ〜ＩＶに相当する範囲（３／４周程度）が短絡用通気部２３に構成されている。
このように構成された導風筒体２は、その上端に矩形の鍔状部分２７を備えており、この鍔状部分２７を、後述する外囲筒体３の上端に設けた鍔状部分３３の上側に形成した矩形の凹入段部に嵌り込む状態で搭載し、外囲筒体３とともに中間仕切１２に形成されている開口１２Ａに套嵌された状態で設けられるものである。
【００２６】
上記のように、旋回流の移動方向での上手側が半径方向の内側に向き、下手側が外側に向く状態で併設された多数の板状体２４によって、導風筒体２に形成される短絡用通気部２３を形成したことにより、旋回流の動慣性で気相流体が短絡用通気部２３に入り込むことを板状体２４で制限しながら、導風筒体２内部からの吸引作用で、導風筒体２の外表面近くの気相流体を吸引導出することができる。
また、旋回除塵部Ａ１に外部から処理対象の気相流体を供給するための気相流体取り入れ口１０に対向する部位の導風筒体２の周壁部分を、無孔の周壁に構成してあるので、気相流体取り入れ口１０から接線方向で導入される気相流体が、導風筒体２の対向部分に多くの塵埃を含む未処理気相流体が直接的に衝突しても、その部位からは気相流体が取り込まれず、気相流体が旋回方向に向きを変更してから後に導風筒体２の内部に取り込まれることになる。
したがって、外部から接線方向で導入される気相流体の旋回方向への案内を良好に行うことができるとともに、外部から接線方向で導入される気相流体が、動慣性を持って直接的に導風筒体２の内部に侵入し大量の塵埃が導風筒体２の内部に入り込むというような事態を避けることができる。
【００２７】
〔外囲筒体〕
前記導風筒体２との間に旋回用流路を形成するように所定間隔を隔てて外囲筒体３が配設されている。この外囲筒体３は、下方側がやや小径となる円錐面を有した有底筒状に形成されているとともに、その周面の一部に前記取り入れ口１０が一体形成され、取り込まれた気相流体が外囲筒体３の内部を旋回しながら次第に下降して、前記導風筒体２の下端に形成されている導入口２２から上方に吸い込まれ、その内部に形成されている気相流体導入経路ｒを経て、下手側流路に気相流体を導出するように構成されている。
この外囲筒体３は、前記導入筒体２とともに、旋回流の外側に位置して気相流体を旋回方向に案内する円弧状の周方向案内面３０と、その周方向の１カ所に、旋回流の最外側に含まれる質量の大きな塵埃の旋回流外方側への飛び出しを許して旋回流から脱落させるための塵埃分離部３１とを形成してある。
この塵埃分離部３１は、旋回流の外側に位置する外囲筒体３の内周面に形成した上下方向に長い凹溝によって構成してあり、凹溝の上端は前記筒状案内作用部２０の上部側における円筒形の上部案内作用部２１Ａの下端部近くのレベルに位置して、上方側は閉塞され、下端は外囲筒体３の底部よりもさらに下方に延びる外部取り出し筒７と連なり、外部取り出し筒７の下端側は開放されている。
【００２８】
このように、塵埃分離部３１を、旋回流の外側に位置する外囲筒体３の周方向での一部に形成された上下方向の凹溝によって構成したことにより、旋回流の最外側に含まれる質量の大きな塵埃や液体等の旋回流外方側への飛び出しを許して旋回流から脱落させるための構成と、その塵埃分離部３１で捕捉した塵埃や液体を下方の集塵部Ａ５に案内するための構成とを、凹溝によって兼ねることができる。
したがって、例えば、旋回流の最外側に含まれる質量の大きな塵埃や液体の旋回流外方側への飛び出しを許して旋回流から脱落させるための構成として、外囲筒体３の一部に多数の透孔、あるいは網状部分を設け、その外側にさらに大径の筒状体を套嵌して、旋回流の外部に飛び出した質量の大きな塵埃を下方に案内するようにした構造などに比べて、構成の簡素化を図ることができる。また、凹溝が外囲筒体３に形成されていることで、外囲筒体３にリブ状の部分が形成された状態となり、外囲筒体３の強度向上にも役立つ。
【００２９】
前記外囲筒体３の上端側は、ケーシング１に固定の中間仕切１２に形成された開口１２Ａに套嵌されるように外径寸法が設定されているとともに、その上端に連設された鍔状部分３３を中間仕切１２の上面に載せ付けた状態に配置され、この鍔状部分３３に形成された凹入段部に前記導風筒体２の鍔状部分２７が搭載されるように構成されている。
そして、この外囲筒体３を内側の導風筒体２とともに、前記中間仕切１２に対して、上下軸芯Ｐ２周りで、例えば９０°とか１８０°とか向き変更することにより、ケーシング１に対する取り入れ口１０の向きを変更した状態で設置することも可能となる。
【００３０】
〔旋回除塵部での除塵動作〕
上記の導風筒体２と外囲筒体３とを備えてなる旋回除塵部Ａ１では、図６に示すように、旋回流からの塵埃の除去が行われる。
この図６では、最も左側に図６（イ）として図示する側面視での旋回除塵部Ａ１の高さレベルに合わせて、気相流体の速度変化の状態を示している。
【００３１】
図６（ロ）は、取り入れ口１０から導入された直後の直進状態の気相流体の速度分布を表す線図であり、これによれば、取り入れ口１０の開口中心Ｐ１のレベルでの旋回速度が最大速度となり、その取り入れ口１０の開口上縁レベルＬｕと、開口下縁レベルＬｄに至るほど、流路抵抗による速度低下を生じて、所謂管内流れの速度分布の傾向と同様の分布曲線となっている。
【００３２】
最も右端の図６（ニ）は、外形は本発明の導風筒体２と同様な導風筒体を用いてはいるが、短絡用通気部２３を有していない導風筒体を用いた比較例の場合における気相流体の旋回流の速度分布状態を示している。この図６（ニ）中の符号ａは、旋回流の最外側付近の速度分布曲線を示し、符号ｂは旋回流の最内側付近の速度分布曲線を示す。
この場合は、導風筒体２の上端レベルＬ１近くでもある程度の気相流体の流れが生じており、取り入れ口１０の開口中心Ｐ１のレベルに近づくにつれて次第に旋回速度が増加し、やはり開口中心Ｐ１付近で最大速度となる。
その後、前記開口中心Ｐ１のレベルを越えてそこから遠ざかるに連れて次第に旋回径を縮小しながら徐々に旋回速度も低下し、導風筒体２の導入口２２が存在する下端レベルＬ２で旋回流の最内側における気相流体が吸引導出され、残りの気相流体はさらに下降して、最後は速度零の状態、つまり旋回流が消滅してしまうものであるが、そのように消滅に至るまでに相当長い旋回移動距離を要する結果、旋回流の消滅までに必要とする旋回移動距離として長い上下長さを要することになる。
このため、旋回流が後述する集塵部Ａ５における塵埃堆積部位のレベルＬ３にまで降下してきても収束せず、旋回を継続して、一旦降下して堆積していた塵埃が再び舞い上がるような事態が生じることがある。
【００３３】
これに比べて、図６（ハ）に示す本発明のものでは、スタート時点の上端レベルＬ１近くでの旋回流の速度は図６（ニ）の場合とほぼ同一であるが、旋回流の最内側の速度分布曲線ｂは、取り入れ口１０の開口中心Ｐ１付近に至ってもあまり速度上昇していない。これは旋回流の内側から一部の気相流体が吸引導出され、これが旋回流に対する旋回内側での旋回抵抗として機能する結果、この最内側における気相流体の旋回速度はさほど上昇しない傾向にあることによるものと思われる。
そして、前記吸引導出の影響が比較的少ない最外側では、取り入れ口１０の開口中心Ｐ１付近でかなりの速度上昇がみられるが、図６（ニ）の短絡用通気部２３を備えていない構造と比較すると、やや少な目の速度である。これは、旋回流に対する旋回内側での旋回抵抗としての前記吸引導出の影響が、比較的少ないとはいえ旋回流の外側の旋回速度にも作用した結果によるものと思われ、これに伴って旋回流の旋回速度の減衰傾向は図６（ニ）の構造のものに比べてかなり早くなる。したがって、旋回流の旋回移動距離も比較的短くてよく、上下長さも短くてすむので、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３４】
〔拡散部〕
前記旋回除塵部Ａ１を通過した気相流体は、さらにその流動方向の下手側であるケーシング１内の上方へ移動する。
そして、前記中間仕切１２よりも上方位置に、導風筒体２で一旦ケーシング１の中央付近に寄せられた気相流体を、再度流路の広範囲に拡散させ、かつ、上昇移動する気相流体中に含まれる残りの塵埃を除去するための金属製ルーバー４からなる拡散部Ａ２が設けられている。
【００３５】
この金属製ルーバー４は、図７（イ）、（ロ）に示すように、吸入された気相流体に衝突してその気相流体の流動方向を、水平方向での前後または左右に変化させるように、鎧板と呼ばれる多数のスリットを形成した金属製のヨロイ状板材４１によって衝突面を構成している。
この鎧板は、気相流体の流動方向を変えながら通過させる多数のスリットを備えた金属製のヨロイ状板材４１の複数枚（図示の例では３枚）を、流動方向の前方から順に９０度づつ向きを変えながら、これらの複数枚のヨロイ状板材４１をひとまとまりのものとして支持する外枠４０との組合せで構成してある。
【００３６】
これらのヨロイ状板材４１の夫々は、図７に示すように、金属製板材の板面を所定幅で一定方向に打ち出し成形して、その板面の全体にわたって多数のスリット状の通気孔４２と、傾斜した衝突面となる打ち出し突片４３とを形成したものである。
これらのヨロイ状板材４１のうち、最も前面側に位置する最前段のヨロイ状板材４１は、これらのヨロイ状板材４１を前記外枠４０と一体に成形されている。そして、次段のヨロイ状板材４１が、その通気孔４２の長手方向を前記最前段のヨロイ状板材４１の通気孔４２の方向に対して直交する状態に形成され、さらに、その次の段のヨロイ状板材４１の通気孔４２が直前のヨロイ状板材４１の通気孔４２に対してやはり直交するように形成されている。
このヨロイ状板材４１の衝突面は、ヨロイ状板材４１の板面４１ａと、そのヨロイ状板材４１のスリットを形成するために打ち出された打ち出し突片４３が備える斜め下向き面４３ａとで構成されている。
吸入気相流体は、これらの各面４１ａ，４３ａに衝突し、このとき流体中に浮遊して運ばれる溶接スパッターなどの火の粉が残存していたとしても、その各面４１ａ，４３ａとの衝突で流動方向での移動速度を低減され、失速して落下する、もしくは流動方向を変化させながら移動することになる。
【００３７】
〔塵埃捕捉部〕
図１及び図８，９に示すように、ケーシング１内において、拡散部Ａ２を通過した気相流体の流れ方向では下手側となる上方位置には、その気相流体中の塵埃をさらに除去処理するための金属製フィルター５からなる塵埃捕捉部Ａ３を設けてある。
この塵埃捕捉部Ａ３で気相流体の吸引風路内に装備される金属製フィルター５は、図８，及び図９に示すように、ステンレス、あるいは真鍮などの薄紐状の素材からなるスパイラル金属線を渦巻き状に巻回して円柱状に形成したフィルター単位体５０と、そのフィルター単位体５０を個々に収容する平面視矩形の凹部５２を備えたフィルター枠体５１とで構成されている。
前記円柱状のフィルター単位体５０の軸線方向（図８における線分Ｐ４で表される方向）での一端側が面するフィルター枠体５１の各凹部底面のうち、前記矩形の凹部５２と円柱状のフィルター単位体５０周辺との間にできる空隙部分ｓに対向する凹部底面５２ａを無孔に形成し、前記無孔の空隙部分ｓを除く範囲の凹部底面５２ｂに気相流体の通過孔５３を形成してある。
このように、スパイラル金属線を渦巻き状に巻回して円柱状に形成したフィルター単位体５０と、フィルター枠体５１の凹部に収容された円柱状のフィルター単位体５０周辺との間にできる空隙部分ｓを無孔部分とし、その空隙部分ｓを除く範囲の凹部底面に気相流体の通過孔５３を形成したフィルター枠体５１とを用いることによって、耐熱性、耐食性、及び再生機能面で優れた金属線を用いながら、機能的に優れたフィルター構造を構成することができ、吸着形式の布様フィルターを用いた場合に比べて、フィルター交換の手数を皆無、もしくは極端に少なくすることができる。
【００３８】
〔排気部〕
前記集塵捕捉部Ａ３よりも流路下手側（ケーシング内では上側）に相当する最上部に、処理済みの気相流体を排出するための排気部Ａ４を設けてある。
この排気部Ａ４は、ケーシング１の天井部に設けられた排気流路１６と前記集塵捕捉部Ａ３との間を仕切る上部仕切１３に吸気孔を形成し、この吸気孔から上向きに吸い込んだ気体を水平横方向へ送風し、排気口１１から排出するように、上下軸心周りで回転駆動される吸引ファン６０と、その、吸引ファン６０を駆動するための電動モータ６１からなる起風手段６とを設置して構成されており、除塵処理部Ａの処理経路Ｒに備えられた各装置に対して吸引力を作用させるように構成されている。
【００３９】
〔外部取り出し筒〕
前記外囲筒体３に形成された塵埃分離部３１の下端側に連なる外部取り出し筒７は、図１０及び図１１に示すように、前記塵埃分離部３１を構成する凹溝部分に連設された金属製の固定側筒部７０と、その固定側筒部７０に対して着脱自在に外嵌装着された合成樹脂製の延長筒部７１とから構成されている。
前記延長筒部７１は、被除去物を貯留するための集塵部Ａ５となる集塵用の容器の上部開口を閉塞するための蓋部７２と、その蓋部７２の上部側に設けた蛇腹状筒部によって前記蓋部７２の高さを変更自在に構成された位置調節用筒部７３とによって構成されている。
前記蓋部７２は、図１１に示すように、前記位置調節用筒部７３が蓋部７２の中心から外れた外周縁近くの箇所に偏心した状態で立設されており、前記固定側筒部７０に位置調節用筒部７３を接続した状態で、蓋部７２の中心が外囲筒体３の中心に近づいて位置するように、つまり、蓋部７２で被われる容器が外囲筒体の下方に位置して平面視でケーシング１の外郭縁内に収まるように工夫されている。
また、前記蓋部７２には、被除去物を貯留するための集塵部Ａ５となる集塵用の容器のエアー抜き用の開口７４を一体に設けて集塵容器内を大気に開放してあり、集塵用の容器内の滞留ガスが早期のうちに外部へ排出されるように構成してある。
【００４０】
前記ケーシング１は、旋回除塵部Ａ１の外囲筒体３を外部空間へ露呈させるように下部側が開放されていて、その四隅の支脚部分１７の下端が、外部取り出し筒７のうちの固定側筒部７０の下端よりも下方で、かつ蓋部７２の下面よりも上方に位置するように位置設定されている。
上記のように構成された除塵装置は、図１及び図２に示すように、ケーシング１を別途設けた台部材１８に載せ付けて、その台部材１８の下方に位置させた集塵部Ａ５としての容器内に被除去物を回収するようにして用いることができる。
したがって、集塵部Ａ５としての容器の大きさ、及び台部材１８の高さを任意に選択することにより、被除去物の許容される貯留堆積量を、使用者側で任意に設定することができる。
【００４１】
〔他の実施の形態〕
［１］  本発明の上述の実施の形態では、除塵装置として、除塵処理部Ａのみを備えた構造のものを示したが、これに限らず、除塵処理部Ａと脱臭処理部Ｂとの二種の処理部を組合せて構成した脱臭機能付きの除塵装置であってもよい。また、脱臭処理部Ｂに代えて、除湿や加湿のように湿度調節機能などの他の機能を付加したものであってもよい。
【００４２】
［２］  導風筒体２としては、前述の実施の形態で示したような、筒状の上部案内作用部２１Ａと、下細り円錐状の下部案内作用部２１Ｂとの組み合わせによる構造に限らず、全体が下細り円錐状に形成されたものであってもよい。
また、短絡用通気部２３が設けられる上下方向の範囲は、上部案内作用部２１Ａ部分のみに限らず、下部案内作用部２１Ｂ部分にも設けても良い。
前記短絡用通気部２３が設けられる周方向での範囲と、取り入れ口１０と対向する範囲に設けられる初期案内壁部分２６との周方向での割合は、図４に示すような取り入れ口１０と対向する範囲の１／４程度を初期案内壁部分２６とし、残りを短絡用通気部２３に設定するものに限らず、これよりも少ない範囲に設定して短絡用通気部２３を設けるなど、任意に設定することが可能である。
さらに、導風筒体２と外囲筒体３との間に気相流体を供給する前から、気相流体に予め旋回作用を与えるようにすれば、前記短絡用通気部２３を導風筒体２の全周に設けても構わない。
【００４３】
［３］  短絡用通気部２３の具体構成としては、実施の形態で示したような、板状体２４とスリット状の通気孔２５とを用いる構造に限らず、例えば、単なる多数の小開孔や、網などで短絡用通気部２３を構成してもよい。
【００４４】
［４］  外囲筒体３に設けられる塵埃分離部３１は、前述の実施の形態で示したように周方向の１カ所に設けるものに限らず、２カ所、または３カ所以上の複数箇所に設けてもよい。
また、その形状も凹溝によって形成されるものに限らず、外囲筒体３の内面側にスリットや小開孔、網などの、塵埃が通過可能な構造を設け、かつ、その通過塵埃を下方の外部取り出し筒７に集める手段を設けるようにしたものであってもよい。
【００４５】
［５］  外部取り出し筒７は、前記塵埃分離部３１を構成する凹溝部分に連設された金属製の固定側筒部７０のみによって構成されるものであってもよく、この場合、集塵部Ａ５となる容器側、もしくはその蓋部材側に固定側筒部７０を挿入可能な受け入れ孔を設けるなどして構成すればよい。
【００４６】
［６］  外部取り出し筒７を、前記塵埃分離部３１を構成する凹溝部分に連設された金属製の固定側筒部７０と、その固定側筒部７０に対して上下相対摺動自在に外嵌装着された金属製の延長筒部７１とで二重筒状に構成し、外側の延長筒部７１に蓋部７２を一体に設けた構造であってもよい。また、外側の延長筒部７１と蓋部７２とを別部材で構成しても差し支えない。
【００４７】
［７］  前記ケーシング１に設けられる支脚部分１７は、前述したように下端が外部取り出し筒７の下端よりも上位であるものに限らず、外囲筒体３の下方に被除去物回収用の容器が入り込むための空間を形成するに足る高さを予め想定して長さに設定したものであってもよい。この場合、もし前記容器が入り込むための空間を大きくしたければ、それに相当する台座を用いればよい。支脚部分１７の下端に移動用のキャスター車輪を装備したり、被除去物回収用の容器を搭載可能な載置台を装着してもよい。
また、前記支脚部分の長さを上下調節可能な構造にしてもよい。
【００４８】
［８］  上述の実施の形態に示すような、拡散部Ａ２と塵埃処理部Ａ３の両方を設けたものに限らず、何れか一方のみを設ける、もしくは両方とも省略するものであっても良い。あるいは、全く別の形態の処理構造を採用する、もしくは、別の構造を前記の二次処理部の構造と組み合わせて用いるなどしてもよい。
また塵埃捕捉部Ａ３でも金属製のフィルター５ではなく、通気性のある多孔質材料や網目状フィルター等の適宜の濾材を用いてもよい。
【００４９】
［９］  外囲筒体３と導風筒体２との間に導入される吸入流体の流入方向は、取り入れ口１０の開口中心Ｐ１線が導風筒体２の外周縁に対する接線と一致するように、導風筒体２の中心Ｐ２から所定距離Ｌだけ偏して設定する構造に限らず、外囲筒体３と導風筒体２との間に問題なく旋回流が生じる程度であれば、前記所定距離Ｌから或る程度ずれて設定されていてもよく、また、適宜ガイド板などを用いて導入する吸入流体の流れ方向を制御する場合には、取り入れ口１０の位置や方向は、前記所定距離Ｌや方向に囚われることなく任意に定めても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】除塵装置の全体を示す左側面視での断面図
【図２】除塵装置の全体を示す正面視での断面図
【図３】旋回除塵部を示す水平方向断面図
【図４】旋回除塵部を示す上下方向断面図
【図５】導風筒体部分を示す斜視図
【図６】旋回除塵部における旋回流の速度分布状態を示す説明図
【図７】金属製ルーバーフィルターを示し、（イ）は一部切り欠き正面図、（ロ）は断面図
【図８】金属製フィルターを示す斜視図
【図９】金属製フィルターのフィルター枠を示す平面図
【図１０】外部取り出し筒部分を示す断面図
【図１１】蓋部を示す平面図
【図１２】分級用サイクロンの寸法比を示す説明図
【符号の説明】
【００５１】
１          ケーシング
２          導風筒体
３          外囲筒体
４          金属製ルーバー
５          金属製フィルター
６          起風手段
７          外部取り出し筒
１０        取り入れ口
１１        排出口
１２        中間仕切
１７        支脚部分
１８        台部材
２０        筒状案内作用部
２２        導入口
３０        周方向案内面
３１        塵埃分離部
Ａ          除塵処理部
Ａ１        旋回除塵部
Ａ２        拡散部
Ａ３        塵埃捕捉部
Ａ４        排気部
Ａ５        集塵部
Ｒ          処理経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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